聚偏氟乙烯基導熱復合材料的制備及表征.pdf

1、聚合物因其具有優(yōu)良的加工性能、耐化學腐蝕、成本低廉等特點，在電子封裝等領域有廣泛的應用。隨著電子領域與封裝技術的飛速發(fā)展，電子產品的體積成千萬倍地縮小，而電子產品工作速度越來越過，此時電子設備發(fā)熱現象愈發(fā)明顯，使得電子產品的運行效率下降、死機甚至會引發(fā)火災等危害。聚合物導熱性能較差，不足以滿足工業(yè)生產對散熱性能的需求，而選用高導熱性能填料對聚合物材料進行填充改性已經成為工業(yè)常用的提高材料導熱性能的手段。因此，研究制備高導熱性能高分子材料

2、具有十分重要的意義。
　　本文針對聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride，PVDF）基導熱復合材料中界面熱阻、導熱填料網絡、極性晶體等對復合材料導熱性能的影響規(guī)律及其作用機制開展研究工作，旨在掌握改善PVDF復合材料導熱性能的方法和技術，闡述其機理，以期為具有高導熱系數的PVDF復合材料的開發(fā)與應用提供理論支撐和技術指導。主要研究成果如下:
　　(1)首先利用聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinyl pyrro

3、lidone，PVP)對碳納米管(Carbonnanotubes，CNTs)物理包覆制備CNTs@PVP，再通過熔融共混法制備復合材料PVDF/CNTs和PVDF/CNTs@PVP。通過對復合材料導熱性能、結晶行為、流變行為、微觀形貌的表征，研究PVP對CNTs的分散以及界面熱阻的影響。導熱系數測試結果表明，當CNTs、PVP含量分別為10wt％、1wt％時，復合材料的導熱系數升高至0.63W/mK，達到PVDF導熱系數的3倍之多;通過

4、結晶行為研究發(fā)現PVP不會引起PVDF晶型的變化;形貌表征及流變行為說明PVP的引入大幅地改善CNTs的分散并構建更致密的導熱網絡;通過紅外分析發(fā)現PVP與PVDF間存在氫鍵作用。綜合上述分析表明，CNTs致密的網絡結構及PVDF與CNTs間界面相互作用的增強是PVDF/CNTs@PVP復合材料導熱性能提高的主要原因。
　　(2)通過溶液共混法將氧化石墨烯(Graphene oxide，GO)引入到復合材料PVDF/CNTs中，制

5、備PVDF/CNTs/GO復合材料。通過形貌表征、流變行為研究發(fā)現，GO促進CNTs的分散，并與CNTs形成致密的三維填料網絡結構;通過導熱性能測試及理論模擬計算發(fā)現，GO與CNTs所構建三維導熱網絡結構是導熱性能提高的主要原因。此外，結晶行為研究表明，GO誘導PVDF生成大量極性的γ晶體。這意味著GO的引入不但可以降低PVDF/CNTs導熱復合材料的生產成本，而且可使PVDF具有更多的潛在應用價值。
　　(3)將離子液體(Ion